극도로 미세한 자기장 측정 센서

 

뇌에서 신체에 이르기까지 인간 신경계에는 미세한 전기 신호가 있으며, 이런 신호와 연관된 아주 미세한 자기장이 존재하는데, 이러한 자기장은 의료 과학에서 중요하다. 이에 덴마크 닐스 보어 연구소의 과학자들은 극도로 작은 자기장을 측정할 수 있는 정밀한 자기장 센서를 개발했다.
미세한 자기장은 원자 스케일까지 내려올 수 있다. 원자들은 가만히 정지해 있는 것이 아니라 자체적으로 회전하고, 회전축은 미세한 자석 막대와 같다. 이 회전축은 약간 기울어져 있으며 그 결과 자석 막대는 원을 그리게 된다. 흔들리는 물체를 측정하기 위해서는 그 위치와 진동 속도를 알아야 한다.
극도로 작은 자기장을 정확하게 측정하기 위해서, 연구진은 양자 물리학의 한계를 거의 탈출할 수 있는 방법을 고안하고 진동 원자들의 측정을 향상시킬 수 있는 실험을 수행했다. 새로 개발된 센서는 극도로 작은 자기장을 측정할 수 있으며 가스 형태의 원자 집단으로 이뤄졌다. 수십억 개의 세슘 원자 구름을 포함하고 있는 미세한 유리 튜브를 가지고 실험을 진행했으며, 레이저 빛도 이용했다. 모든 원자들의 기울기는 동일한 방향을 향했고 매우 정밀하게 극도로 작은 자기장의 계산이 가능하다.
양자 광학 실험실의 Eugene Polzik 교수와 이들 연구 그룹은 극도로 작은 자기장 측정을 향상시킬 수 있는 실험을 수행했다. 극도로 작은 자기장의 정확한 측정을 위해 연구진은 양자 물리학의 한계를 피할 수 있는 방법을 고안하고, 다른 주파수를 가진 새로운 레이저빔을 가스 원자에 보내 그 다음 새로운 양자 현상을 관측했다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 극도로 미세한 자기장 측정 센서